An einem lauen Sommerabend hallt aus dem dichten Gras der Parks das klare Zirpen von Heuschrecken und Grillen. Die feinen Schallwellen vibrieren kurz durch die Dämmerung und verwehen lautlos im Wind — kein Echo überdauert auch nur den Bruchteil einer Sekunde. Doch vor 165 Millionen Jahren, tief in den Urwäldern des Jura, stimmte ein Insekt seinen Paarungsruf an, um Artgenossen anzulocken. Heute hat die moderne Paläobiologie diesen uralten Gesang in verblüffender Originaltreue wieder auferstehen lassen.
Am 25. August 2026 veröffentlichte ein internationales Forscherteam in den renommierten Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) einen bemerkenswerten Durchbruch. Ein Team um den Paläobiologen Jun-Jie Gu von der Sichuan Agricultural University berechnete in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der britischen University of Lincoln die Klanglandschaft des Jura anhand von 20 Insektenflügelfossilien aus der Inneren Mongolei neu. Die Arbeit bricht mit dem traditionellen Verständnis der Paläontologie: Gestein konserviert keineswegs nur versteinerte Knochen. Wenn die filigranen Klangapparate im Schlamm überdauern, lässt sich selbst das vergänglichste aller Phänomene — der Schall — präzise aus dem Fels decodieren.
Steine bewahren nicht nur Knochen, sondern auch Gesang
Beim Gedanken an das Zeitalter der Dinosaurier kommen einem unweigerlich die mächtigen Laute gewaltiger Urzeitechsen in den Sinn. Doch die Stimmorgane von Dinosauriern bestanden überwiegend aus Weichgewebe, das im Laufe der Jahrmillionen nahezu spurlos verging. Die Urahnen der Laubheuschrecken (Katydiden, Insekten aus der Ordnung der Langfühlerschrecken) hinterließen der Menschheit hingegen den Schlüssel zu einem akustischen Archiv der Urzeit. Ihre Vorderflügel bestanden aus widerstandsfähigem Chitin — jenem zähen Biopolymer, das das Exoskelett von Insekten bildet — und konnten in feinen Sedimenten Hunderte Millionen Jahre überdauern.
Gus Team trug in der Jiulongshan-Formation im Dorf Daohugou (Innere Mongolei) 20 außergewöhnlich gut erhaltene Flügelfossilien zusammen, die neun ausgestorbenen Arten zugeordnet werden konnten. Wie Gu betont, dokumentieren die meisten Fossilien lediglich starre Anatomie und Skelettmorphologie. Diese Funde jedoch bewahrten den flüchtigsten Moment überhaupt: den Klang. Versteht man die physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Lauterzeugung dieser Tiere, verwandelt sich der versteinerte Flügel in eine urzeitliche Schallplatte.
Abb.: Nahaufnahme des in China ausgegrabenen Fossils einer männlichen Laubheuschrecke aus dem Jura. Quelle: Science News
Mikrometerfeine Zähnchen als natürliche Violine
Der Mechanismus, mit dem männliche Laubheuschrecken Laute erzeugen, gleicht im Grunde dem Spiel einer natürlichen Violine. An der Unterseite des linken Flügels verläuft eine Kammleiste aus mikroskopisch feinen Zähnchen, die sogenannte Stridulationsfeile. Am Innenrand des rechten Flügels sitzt eine gehärtete Kante, das Plectrum oder die Schrillleiste. Reibt das Insekt die Flügel aneinander, streicht das Plectrum mit einer Frequenz von mehreren tausend Schlägen pro Sekunde über die Feile. Die dabei entstehenden Mikroschwingungen werden durch die Flügelmembran resonanzverstärkt und als weithin hörbares Zirpen abgestrahlt.
Der Abstand zwischen den einzelnen Zähnen der Schrillleiste beträgt lediglich wenige Dutzend Mikrometer — viel feiner als der Durchmesser eines menschlichen Haares. Bei der Untersuchung von morphologischen Daten 95 lebender Laubheuschreckenarten entdeckten die Forscher ein klares biomechanisches Prinzip: Je kürzer die Stridulationsfeile und je dichter die Zahnung, desto höher ist die Schwingungsfrequenz der Flügel und desto schriller fällt der Ton aus. Mithilfe eines Laser-Doppler-Vibrometers maßen die Wissenschaftler die Mikrovibrationen bei modernen Verwandten und bewiesen so, dass sich aus der Flügelgeometrie verlässlich auf die Tonhöhe schließen lässt.
Abb.: Eine moderne Laubheuschrecke auf einem grünen Zweig. Quelle: Science News
Ein vielstimmiger Chor im jurassischen Urwald
Mithilfe der Finite-Elemente-Methode bauten die Forscher komplexe Simulationsmodelle auf, in die sie die genauen Abmessungen der 20 Flügelfossilien einspeisten, um deren Eigenfrequenzen zu berechnen. Das Ergebnis: Im jurassischen Regenwald besetzten verschiedene Heuschreckenarten jeweils eigene Frequenzbänder. Größere Spezies erzeugten wohlklingende Töne um 5.000 Hertz (5 kHz) — eine Tonhöhe, die verblüffend nah an die einer modernen Piccoloflöte heranreicht.
Neben der Tonhöhe rekonstruierten die Forscher mithilfe von Algorithmen des maschinellen Lernens auch den Rhythmus der Rufe, basierend auf Körpergröße und den geschätzten jurassischen Paläotemperaturen. Je wärmer das Klima, desto schneller ziehen sich die Flugmuskeln der Insekten zusammen und desto rasanter wird die Schlagfolge des Zirpens. Aus diesen akustischen Bausteinen entstand die älteste hochauflösende Klanglandschaft eines Landökosystems, die der Wissenschaft bislang bekannt ist.
Ultraschall: 100 Millionen Jahre vor den ersten Fledermäusen
Unter den neun rekonstruierten Arten stach ein fossiles Insekt besonders hervor: Sigmaboilus peregrinus. Statistische Modellierungen zeigten, dass seine Trägerfrequenz beachtliche 20.500 Hertz erreichte — und damit die menschliche Hörgrenze von 20.000 Hertz überschritt. In den warmen Nächten des Jura vor 165 Millionen Jahren durchdrang somit ein hochfrequenter Ultraschall das Blätterdach, der für ein menschliches Ohr völlig unhörbar gewesen wäre.
In heutigen Ökosystemen dient Ultraschall bei Insekten meist dazu, dem Biosonar jagender Fledermäuse zu entgehen. Der Fund dieser uralten Ultraschallkommunikation wirft jedoch bisherige Lehrbuchannahmen über den Haufen: Die ersten echten Fledermäuse tauchten erst im Eozän auf — rund 100 Millionen Jahre nach diesen jurassischen Insekten. Die Ultraschallkommunikation der Kerbtiere entstand also lange vor den ersten fliegenden Säugetieren, angetrieben von Jägern am Waldboden.
Reine Töne als akustische Tarnung vor frühen Säugetieren
Physikalische Analysen belegen, dass es sich bei den Lauten der jurassischen Laubheuschrecken um reine Töne (Pure tones) handelte — Schallwellen, deren Energie in einem extrem schmalen Frequenzband konzentriert ist. Im Gegensatz zu breitbandigem Rauschen ist ein reiner Ton im dichten Unterholz für Fressfeinde nur sehr schwer mittels interauraler Laufzeitdifferenzen zu orten. Daniel Robert, Biologe an der University of Bristol, betont, dass dieser Gesang den Männchen erlaubte, Weibchen über weite Strecken anzulocken und gleichzeitig ihren genauen Standort vor Fressfeinden zu verbergen.
Zeitgleiche Fossilfunde aus derselben Schicht belegen, dass am Boden bereits spitzmausähnliche Stamm-Säugetiere lebten, deren Innenohren bereits mittlere bis hohe Frequenzen wahrnehmen konnten. Im Angesicht von Raubtieren mit stetig geschärftem Gehör verlagerten die Heuschrecken ihre Rufe in immer höhere Frequenzbereiche bis in den Ultraschall hinein. Dies markiert den Beginn eines akustischen evolutionären Wettrüstens in den frühesten terrestrischen Lebensräumen. Wie der Paläontologe Zhe-Xi Luo von der University of Chicago hervorhebt, unterstreicht die Koevolution von Lautäußerung und Gehörsinn die erstaunliche ökologische Komplexität dieser Urzeitwelt.
Vom mikroskopischen Zahnabstand auf versteinerten Flügeln bis hin zum wiedererweckten Paarungschor vor 165 Millionen Jahren zeigt die moderne Forschung, wie Schallsignale im Fels überdauern können. Die physikalische Architektur der Hörapparate und Schrillorgane codierte die Frequenz der Rufe so präzise, dass selbst flüchtige Schallwellen als physikalische Fossilien quantitativ lesbar wurden. Wenn wir heute an Sommerabenden dem Zirpen der Grillen lauschen, wird deutlich: Gestein birgt nicht nur tote Knochen, sondern hält auch die Lieder einer längst vergangenen Erde für alle Zeit fest.
Weiterführende Links:
- Science News: A choir of katydid ancestors filled the Jurassic rainforest with song
- PNAS-Originalstudie: Reconstruction of an extinct soundscape reveals ultrasonic communication in the Jurassic
- Science News: Katydids had the earliest known insect ears 160 million years ago
